JP4531414B2 - 洗濯乾燥機 - Google Patents

Description

本発明は、洗濯・脱水と乾燥を同一回転槽内で行う洗濯乾燥機に関するものである。

従来のドラム式の洗濯乾燥機は、図１３に示すような構成であった。以下、その構成について説明する。

図に示すように、筐体１の内部には、複数のサスペンション２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する構成としている。水槽３の内部には、洗濯または乾燥対象物４（以下、衣類という）を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に配設し、駆動モータ６により回転軸６ａを回転させて回転駆動する。回転槽５の内壁には衣類を撹拌する複数のバッフル（図示せず）が設けられ、回転槽５の周壁には小孔５ａを多数設けている。

筐体１の前面には衣類４を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ，５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筺体１の開口部１ａと水密に連結されている。水槽３の底部には洗濯水を排出する排水口９を有し、排水弁１０を介して排水ホース１１に連結され、その先端部は機外に導出されている。

送風機１２は、ヒータ１３によって加熱された温風を給気口１４から回転槽５内に送風供給するものである。循環ダクト１５は、回転槽５および水槽３を通過した湿った乾燥用空気の除湿を行うもので、一端を水槽３の下部の排気口１６に接続し、他端を送風機１２に接続している。給水弁１７は、水道の蛇口等に接続された給水ホース１８からの給水を制御する。

上記構成において、洗濯運転を行う場合は、扉７を開いて回転槽５内へ衣類４および洗剤を入れて運転を開始する。

まず、給水弁１７が洗濯水側の給水口を開き、水槽３および回転槽５内に所定量の水が供給されると、駆動モータ６が作動し回転槽５が回転駆動され洗浄動作を行う。

所定時間後、駆動モータ６が停止して排水弁１０が開き、汚れた水が回転槽５および水槽３から排水され、排水ホース１１を介して機外の排水場所へ排水される。

次に、上記と同様に水槽３および回転槽５に水が供給され、すすぎ動作を行う。すすぎが終了すると排水弁１０が開いて排水された後、回転槽５が駆動モータ６により高速で回転駆動されることにより、衣類４の脱水が行われる。

以上のように洗濯運転が終了すると、乾燥運転が開始する。乾燥工程では駆動モータ６により低速で回転槽５を回転駆動させ衣類４を撹拌しながら、送風機１２により矢印１９の方向に送風された空気は、ヒータ１３で加熱されて温風となり、給気口１４から回転槽５内へ送り込まれる。

この温風は、衣類４の水分を奪った後、回転槽５の小孔５ａから水槽３内を通過して排気口１６を経て循環ダクト１５へ至る。

このとき給水弁１７が冷却水側の給水口を開いており、循環ダクト１５内には冷却水が注水されている。衣類４の水分を奪って湿気を含んだ温風がこの循環ダクト１５内を通過するとき、冷却水により冷却されて水分の結露が起こり、湿った温風は除湿されて矢印に示すように再び送風機１２へ戻る。この冷却水および結露水は排水弁１０を介して機外へ排水される。

この送風機１２、ヒータ１３、給気口１４、回転槽５、水槽３、排気口１６、循環ダクト１５の循環経路で温風を循環させることにより、回転槽５内の衣類４を乾燥させることができる。

上記従来の構成では、衣類４の乾燥に使用された熱は、循環ダクト１５の冷却水もしくは筺体１からの放熱によって全て外部に捨てられるものであり、再利用されることがなかった。

そこで、冷媒を圧縮する圧縮機と、圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と、高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と、減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置を衣類乾燥機に設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この構成によれば、衣類より蒸発させた水分を吸熱器に結露させることにより効率よく衣類の乾燥が行えることが分かっている。
特開平７−１７８２８９号公報

しかしながら、ヒートポンプ装置は、上述したように圧縮機と放熱器と絞り手段と吸熱器とを銅管などの管路で連結して高圧の冷媒を循環させるが、放熱器や吸熱器等の熱交換器は通常フィンチューブタイプであり、フィン材料としてアルミニウムを使用し、チューブとして銅管を使用している。

洗濯乾燥機においては、乾燥用風回路内に洗濯水の原液や有機酸等が侵入して熱交換器を腐食し、熱交換性能を落としたり冷媒が漏洩したりする心配があり、この腐食対策が不可欠であった。また風回路内を通過するリント（糸くず）が熱交換器へ付着することによる風量低下や熱交換性能低下対策も不可欠であった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、ヒートポンプ装置の熱交換器が洗濯水や有機酸による腐食の影響やリントによる風量低下や熱交換性能低下を受けにくくし、信頼性、耐久性、乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯乾燥機は、筺体内に弾性支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記ヒートポンプ装置を構成する熱交換器である放熱器と吸熱器の間に配置され、かつ前記放熱器と前記吸熱器に洗浄液を噴射して該放熱器と吸熱器を洗浄する手段を有する洗濯乾燥機において、洗濯終了時、前記洗濯後の濯ぎ終了時、前記濯ぎ後の脱水終了時、前記脱水後の乾燥終了時の任意のタイミングで前記熱交換器の洗浄を行うようにしたものである。

これにより、送風回路内に洗濯水の原液や有機酸やリントが侵入しても熱交換器の洗浄手段を有することにより、熱交換器への腐食の影響や風回路として風量低下や熱交換性能低下を受けにくくしているので、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性を向上させ、優れた乾燥性能を保持することができるものである。

また、衣類乾燥工程を実施しない運転制御においても洗剤や洗濯水原液を熱交換器から除去することができるため、熱交換器の腐食を防止することができるものである。

本発明の洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置の熱交換器が洗濯水や有機酸による腐食の影響やリントによる風量低下や熱交換性能低下を受けにくくし、信頼性、耐久性、乾燥性能に優れた洗濯乾燥機を実現することができる。

さらに、洗濯終了時、前記洗濯後の濯ぎ終了時、前記濯ぎ後の脱水終了時のように、衣類乾燥工程を実施しない運転制御においても洗剤や洗濯水原液を熱交換器から除去することができるため、熱交換器の腐食を防止することができる。

第１の発明は、筺体内に弾性支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記給気口ホースおよび排気口ホースは可撓性筒状部材で構成されるとともに前記水槽に対して同方向に導出し、給気口ホースは前記放熱器に空気を流す放熱器風路の出口と、排気口ホースは前記吸熱器に空気を流す吸熱器風路の入口とそれぞれ連結し、前記ヒートポンプ装置を構成する熱交換器である放熱器と吸熱器の間に配置され、かつ前記放熱器と前記吸熱器に洗浄液を噴射して該放熱器と吸熱器を洗浄する手段を有する洗濯乾燥機において、洗濯終了時、前記洗濯後の濯ぎ終了時、前記濯ぎ後の脱水終了時、前記脱水後の乾燥終了時の任意のタイミングで前記熱交換器の洗浄を行うようにしたものであり、熱交換器への腐食の影響や風回路として風量低下や熱交換性能低下を受けにくくしているので、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性を向上させ、優れた乾燥性能を保持することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の洗浄に水道水を使用するもので、洗濯、すすぎ用に既に使用している水道設備を共用することにより本体全体をコンパクトに構成できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。従来例と同じ構成のものは同一符号を付して詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の外観斜視図で、図２は筺体１の背面１ｂ方向から見た断面図を示す。図３は図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。また、図４は本実施の形態１のヒートポンプ装置の構成と乾燥用空気の流れを示すシステム概念図である。

図に示すように、筐体１の内部には、複数のサスペンション２によって弾性的に支持された円筒状の水槽３を設け、洗濯・脱水時の振動をサスペンション２によって吸収する。水槽３の内部には、衣類４を収容する円筒状で横軸型の回転槽５を回転可能に設け、駆動モータ６により回転駆動される。

筺体１の前面には衣類４を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉７が設けられている。水槽３および回転槽５の前面側にも同様の開口部３ａ，５ｂを有し、この水槽３の開口部３ａはベローズ８によって筺体１の開口部１ａと水密に連結されている。水槽３の底部には洗濯水を排出する排水口９を有し排水弁１０に連結されている。

送風手段を構成する送風機１２は、筺体１の上面１ｃと側面１ｄが成す隅部空間に位置するように、水槽３の上部に設けられている。送風機１２は水槽３の外面に設けた給気ダクト２０と連通し、給気ダクト２０の給気ダクト入口２１から入った空気を矢印ｃの方向に送風して給気口１４から回転槽５内に供給する。

また、水槽３の外面には、水槽３の背面部の排気口１６と連通する排気ダクト２２を設け、回転槽５および水槽３を通過して排気口１６から出てきた空気を矢印ｄのように排気ダクト出口２３へ導出する。

水槽３の下部には、ヒートポンプ装置を構成する熱交換器からなる吸熱器３０に矢印ａの方向に空気を流す吸熱器風路３１と、同様に熱交換器からなる放熱器３２に矢印ｂの方向に空気を流す放熱器風路３３とが水平方向に並べて配設され、この吸熱器風路３１と放熱器風路３３とは循環ダクト３４で連通して吸熱器３０および放熱器３２を通過する空気が直線的に流れるようになっている。この吸熱器風路３１と放熱器風路３３と循環ダクト３４は一体に構成され、管体１内の取り付けベース３５に固定されている。

吸熱器風路３１の入口と排気ダクト出口２３とは、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる排気口ホース３６を介して連通している。放熱器風路３３の出口と給気ダクト入口２１も同様に、蛇腹状の伸縮可能な可撓性材料からなる給気口ホース３７を介して連通している。

また、吸熱器風路３１の入口部には、空気中の異物を除去するフィルター手段として合繊ネット等からなるエアフィルター３８を着脱可能に設けている。さらに、吸熱器風路３１の下流側の下部には、除湿水を排出する排出口３９を設けている。

送風機１２で送風される乾燥用空気は、図４の矢印４０に示すように、給気ダクト２０を通り給気口１４から回転槽５内に入り、回転槽５内の衣類４を通過した後、排気口１６から出て、排気ダクト２２を通って吸熱器風路３１の吸熱器３０を通過し、循環ダクト３４を介して放熱器風路３３の放熱器３２を通過して送風機１２へ戻り、循環するようになっている。

また、ヒートポンプ装置は、圧縮機４１、および圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器３２、および高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り弁や毛細管等からなる絞り手段４２、および減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器３０とを冷媒が循環するように管路４３で連結されており、冷媒は矢印４４の方向に流れて循環し、ヒートポンプサイクルを実現する。

また、風路内には、図２に示す如く、吸熱器３０と放熱器３２の間に配置され、吸熱器３０や放熱器３２に洗浄液を噴出させる洗浄手段４６を設けている。洗浄手段４６は水道水の給水弁１７及び給水ホース１８に連結されている。

以上のような構成において、次に、この動作について説明する。

洗濯工程では、排水弁１０を閉じた状態で水槽３内に所定の水位４５に達するまで給水を行い、駆動モータ６により衣類４と洗浄水の入った回転槽５を回転させて洗濯を行う。このとき、排気ダクト２２内には一部の洗浄水が入るが、排気ダクト２２は途中経路を上方に持ち上げた形状にして吸熱器３０に洗浄水が浸入しにくいようになっている。

また、洗濯後の濯ぎ工程でも、洗濯工程と同様に水槽３内に給水され、回転槽５を回転させて衣類４の濯ぎを行う。脱水工程では、排水弁１０を開いて機外へ水を排水した後、
駆動モータ６により衣類４の入った回転槽５を高速回転して脱水する。

乾燥工程では、ヒートポンプ装置の圧縮機４１を作動させると、冷媒が圧縮され、この圧力により放熱器３１、絞り手段４２、吸熱器３０を循環する。放熱器３２では冷媒の圧縮で熱が放出され、吸熱器３０では絞り手段４２で減圧されて低圧となった冷媒により熱が吸収される。

このとき送風機１２が作動し、放熱器３２の放熱により加熱された温風が給気ダクト２０を通って給気口１４から回転槽５内に送風される。回転槽５は駆動モータ６により回転駆動され衣類４は上下に撹拌される。

回転槽５内に送風された温風は、この衣類４の隙間を通るときに水分を奪い、湿った状態で水槽３の排気口１６を経て排気ダクト２２、排気口ホース３６を通り、エアフィルター３８を通過してリント等の異物が除去され、吸熱器風路３１に至る。

この湿った温風は、吸熱器３０を通過する際に顕熱と潜熱が奪われて除湿され、乾いた空気と除湿水に分離される。この乾いた空気は、循環ダクト３４を通って放熱器風路３３に入り、放熱器３２で再び加熱され温風となって給気口ホース３７、給気ダクト２０を通り、送風機１２へと循環する。一方、吸熱器３０で結露した除湿水は、底部の排出口３９から機外へ排出される。

このようにヒートポンプ装置を用いることにより、吸熱器３０で吸熱した熱を冷媒で回収して再び放熱器３２で放熱して、圧縮機４１に入力したエネルギー以上の熱量を衣類４に与えることができるので、乾燥時間の短縮と省エネを実現することが可能になる。

また、一連の衣類４の洗濯、濯ぎ、脱水、乾燥に至る工程の中で排気口１６や給気口１４より侵入した水溶液や蒸発水分を含んだ空気は陰イオンや有機酸を含んでいる可能性が大であるため熱交換器である吸熱器３０や放熱器３２を通過する際にフィンや配管に付着し、腐食を促進させる原因になるが、洗浄手段４６を具備しているため熱交換器洗浄用水溶液を熱交換器である吸熱器３０や放熱器３２へ満遍なく噴射し、熱交換器の表面を任意のタイミングで洗浄する制御を行うことができる。

図１２は、本発明の実施の形態１における洗濯乾燥機の制御パターンを示すものである。すなわち、Ａ〜Ｄのあらゆる運転のパターンにおいても熱交換器の表面を任意のタイミングで洗浄する制御を行うことができるもので、パターンＡは、洗濯、濯ぎ、脱水、乾燥の工程において、乾燥工程の終了時に熱交換器の洗浄を行なうものであり、パターンＢは、洗濯、濯ぎ、脱水の工程において、脱水工程の終了時に熱交換器の洗浄を行なうものであり、パターンＣは、洗濯、濯ぎの工程において、濯ぎ乾燥工程の終了時に熱交換器の洗浄を行なうものであり、パターンＤは、洗濯工程の終了時に熱交換器の洗浄を行うものである。したがって、衣類乾燥工程を実施しない運転制御においても洗剤や洗濯水原液を熱交換器から除去することができるため、熱交換器の腐食を防止することができる。

以上のように、ヒートポンプ装置は、熱交換器洗浄用水溶液を熱交換器である吸熱器３０や放熱器３２へ満遍なく噴射し、熱交換器の表面を洗浄することができる洗浄手段４６を設けているため腐食を防止することができ、また、同時に熱交換器の表面に付着しているリントを除去することが可能となるため、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性が向上できるものである。

なお、本実施の形態１では熱交換器の方式及びレイアウトとしてフィンチューブタイプを前後にレイアウトしているが、熱交換器の方式としてはパラレルフロー、サーペンタイ
ン、ドロンカップ、アルミニウム製のヒートシンクを使用しても良く、ヒートポンプ装置のレイアウトによっては略上下に並べて配設しても良い。使用材料はアルミニウム、銅に限らずステンレスを使用しても良い。

また、ヒートポンプ装置に使用する冷媒は、フロン系に限らず自然冷媒である二酸化炭素やイソブタン、プロパンを使用しても良い。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

筺体１の内部の水槽３に給水ホース１８を介して水道水を供給する給水弁１７から、熱交換器の洗浄手段４６へ給水ホース４７を分岐させている。これにより洗濯、濯ぎ用に既に使用している水道設備を共用することにより本体全体をコンパクトに構成できる。

給水弁１７と洗浄手段４６を繋ぐ給水ホース４７には、まず水の浄化手段４８を設けている。これにより水道水中に含まれる塩素等の不純物を除去することができる。

さらに水道水へ熱交換器洗浄用洗剤の混入手段４９を設けている。これにより熱交換器の洗浄性能を向上することができる。

そして貯水槽５０及び水溶液噴出手段５１を設けている。これにより洗浄水を安定して勢い良く熱交換器に噴射できるので洗浄効果を向上することができる。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

筐体１の内部の水槽３に給水ホース（図示せず）を介して水道水を供給する給水方式とは別個に熱交換器の洗浄水専用タンク５２及び水溶液噴出手段５１を設けたものである。これにより水道設備が不備な場合でも専用タンクを具備していることから熱交換器の洗浄を行うことができる。

（実施の形態４）
図７は本発明の実施の形態４における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置の風回路内において通常の乾燥運転時の空気の流れと逆の方向に洗浄用水溶液を噴出させるものである。これにより風回路における熱交換器のフィンの風上側に主に付着を開始するリントを風下側から洗浄用水溶液を噴出させることにより熱交換器の洗浄性能を向上することができる。

（参考例１）
図８は本発明の参考例１における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置の風回路内において放熱器３２、吸熱器３０の順に略上下の位置に設置し、下から上に風を流す風路を構成したものである。これにより吸熱器３０で発生した結露水がフィンの下部に向かって流れるため、フィン先端に付着するリントを除去することができる。

（参考例２）
図９は本発明の参考例２における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置の風回路内において、通常乾燥運転時に対して逆方向に風を流す風路を構成したものである。これにより熱交換器の主に風上側に付着するリントを除去するに有効である。

（参考例３）
図１０は本発明の参考例３における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置内の管路に四方弁切り換え手段５４を有するものである。四方弁を切り換えた場合、冷媒循環方向が通常乾燥時と逆の方向になるため、通常乾燥運転時に放熱器３２である熱交換器が吸熱器となるため熱交換器表面に結露水を発生させることによりリントを洗い流し除去することができる。

（参考例４）
図１１は本発明の参考例４における洗濯乾燥機を示すものであり、実施の形態１と同一構成は同一符号を付して詳細な説明は省略する。

ヒートポンプ装置において、圧縮機４１を運転させず、風路内の空気のみを循環させる送風機１２を運転する制御手段を有するものである。これにより吸熱器に付着した結露水を早く乾燥除去できるため熱交換器の腐食を防止できる。

以上のように、本発明にかかる洗濯乾燥機は、ヒートポンプ装置の送風回路内に洗濯水の原液や有機酸やリントが侵入しても熱交換器の洗浄手段を有することにより、熱交換器への腐食の影響や風回路として風量低下や熱交換性能低下を受けにくくしており、ヒートポンプ装置の信頼性、耐久性を向上させ、優れた乾燥性能を保持することができるので乾燥、除湿を行う洗濯機等に有用である。

本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の外観斜視図 同洗濯乾燥機の要部断面図 同洗濯乾燥機の要部断面図 同洗濯乾燥機のシステム概念図 本発明の実施の形態２の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態３の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態４の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の参考例１の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の参考例２の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の参考例３の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の参考例４の洗濯乾燥機の要部断面図 本発明の実施の形態１の洗濯乾燥機の制御パターン図 従来の洗濯乾燥機の断面図

１ 筺体
２ サスペンション
３ 水槽
５ 回転槽
１２ 送風機
３０ 吸熱器
３１ 吸熱器風路
３２ 放熱器
３３ 放熱器風路
３６ 排気口ホース
３７ 給気口ホース
３８ エアフィルター
３９ 排出口
４１ 圧縮機
４２ 絞り手段
４３ 管路
４６ 洗浄手段

Claims (2)

1. 筐体内に弾性支持された水槽と、水槽内に回転可能に設けられ衣類を収容する回転槽と、圧縮機と圧縮された冷媒の熱を放熱する放熱器と高圧の冷媒の圧力を減圧するための絞り手段と減圧されて低圧となった冷媒が周囲から熱を奪う吸熱器とを冷媒が循環するように管路で連結したヒートポンプ装置と、送風手段によって前記放熱器で加熱した空気を前記回転槽内へ供給する給気口ホースと、送風手段によって前記回転槽内へ供給された空気を前記水槽外へ排出する排気口ホースとを具備し、前記給気口ホースおよび排気口ホースは可撓性筒状部材で構成されるとともに前記水槽に対して同方向に導出し、給気口ホースは前記放熱器に空気を流す放熱器風路の出口と、排気口ホースは前記吸熱器に空気を流す吸熱器風路の入口とそれぞれ連結し、前記ヒートポンプ装置を構成する熱交換器である放熱器と吸熱器の間に配置され、かつ前記放熱器と前記吸熱器に洗浄液を噴射して該放熱器と吸熱器を洗浄する手段を有する洗濯乾燥機において、洗濯終了時、前記洗濯後の濯ぎ終了時、前記濯ぎ後の脱水終了時、前記脱水後の乾燥終了時の任意のタイミングで前記熱交換器の洗浄を行うようにした洗濯乾燥機。
2. 洗浄に水道水を使用する請求項１に記載の洗濯乾燥機。